ペットボトルの二酸化炭素が水に溶けるとどうなる!? 中学校理科1年生

二酸化炭素をペットボトルに入れたときの反応です。

へこむことと大気圧とを関連させて覚えると良いですよ。

理科 二酸化炭素が水に溶ける

BTB溶液は以下のように水溶液の性質によって色を変えます。

酸性 → 黄色
中性 → 緑色
アルカリ性 → 青色

二酸化炭素は、20℃の水1mLに0.94mL溶け(教科書では『少しとける』と記載)、水溶液は弱い酸性を示します。

動画のようにBTB溶液を用いるととけている気体が確かに二酸化炭素であることがわかりやすいですね^_^

ペットボトルの二酸化炭素を水に溶けて潰れる

二酸化炭素が水に少し溶けることは理解できたと思います。

ではなぜそれによってペットボトルが凹むのかというと、それには気圧が関係しています。

気圧とはつまり空気の圧力!

普段、ペットボトルの内外は常に空気で満たされ、外側からも内側からもペットボトルを押す力は同じです。

しかし、二酸化炭素が水に溶けることでペットボトル内の気体の量が減り、その圧力のバランスが崩れてペットボトルが凹んでしまいます。

 

炭酸水に二酸化炭素が溶けているか

炭酸は二酸化炭素が水に溶けたものです。

石灰水(水酸化カルシウム)と二酸化炭素が反応すると白くにごります。

CO2 + Ca(OH) → CaCO3↓(白) + H2O
二酸化炭素 + 石灰水 → 炭酸カルシウム +水

すぐに濁りがなくなるのは、沈殿がさらに溶けて透明になるからです。

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3
炭酸カルシウム + 水 + 二酸化炭素 → 炭酸水素カルシウム

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